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Verfahren zur Herstellung von Paraffin.
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nur seitlich aus dem horizontal angeordneten Reaktionsrohr abfliessen können und somit das bei der Reaktion entstandene Paraffin vom Katalysator nicht ablaufen kann, wodurch der Katalysator in einem im Verfahrensverlauf sich bildenden Paraffinsumpf den reagierenden Gasen entzogen wird.
Bei andern Versuchen über die katalytische Behandlung von Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen unter erhöhtem Druck an Kobaltkatalysatoren wird der Katalysator in Öl suspendiert. Dabei befindet sich der Katalysator in einer Zustandsform, bei welcher eine vorzugsweise Bildung von Paraffin nicht beobachtet werden kann (Brennstoffehemie, Bd. 14 11933] S. 3).
Im übrigen verlieren die Kobaltkatalysatoren in der Ölsuspension auch für die Bildung anderer Kohlenwasserstoffe in kurzer Zeit ihre Wirksamkeit. Dieses Verfahren eignet sich somit nicht für eine technische Synthese von Paraffin.
Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung kann derart ausgeführt werden, dass ein KohlenoxydWasserstoff-Gemisch im Volumverhältnis 1 : 2 bei Temperaturen unterhalb 250"und bei Drucken von mehr als 2 Atm. vorzugsweise 5'-20 Atm. Über Kobaltkatalysatoren geleitet wird. Dabei ist für gute Ableitung der Reaktionswärme und Temperaturkonstanz durch an sich bekannte Massnahmen zu sorgen. Bei Drucken über 100 Atm. tritt eine schwache Verflüchtigung des Kobalts in Form von Carbonyl ein. Eine Paraffinbildung ist jedoch auch noch bei diesen Drucken möglich.
An Stelle eines Kohlenoxyd und Wasserstoff im Volumverhältnis 1 : 2 enthaltenden Gasgemisches können anders zusammengesetzte Kohlenoxyd-Wasserstoffgemisehe sowie durch andere Bestandteile verdünnte Gasgemische verwendet werden.
Als Katalysatoren können IL a. alle zur Benzinsynthese brauchbaren Kobalt-bzw. Kobaltmischkatalysatoren Verwendung finden. Zur Erleichterung des Ablaufens des Paraffins wird man den Katalysator zweckmässig in senkrechten Reaktionsräumen anordnen und die Reaktionsprodukte aus dem Boden des Gefässes abziehen. Die Anwendung senkrechter Reaktionsräume ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Man kann auch die Umsetzung beispielsweise in schräg gestellten Räumen vornehmen oder den Katalysator auf horizontalen gelochten Blechen, Sieben od. dgl. anordnen. Eine zweckmässige Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt die angeschlossene Zeichnung in schematischer Darstellung.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist j ! ein vertikal angeordnetes Reaktionsrohr, welches einen Siebboden 2 trägt. Darauf liegt der körnige Katalysator 3, dem die Synthesegase durch das Rohr 4 oben zugeleitet werden. Das Reaktionsrohr 1 mündet in einen Sammelbehälter 3 für die flüssigen Syntheseprodukte, der an seinem unteren Ende
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Reaktionszone zum Sammelbehälter J wird durch einen elektrischen Heizkörper 11 erwärmt.
Arbeitet man bei einem Druck von etwa 5 bis 20 Atm., so behält der Katalysator zum Unterschied zu allen bisherigen Synthesen mit Kohlenoxyd und Wasserstoff fast unbegrenzte Wirksamkeit.
Beispiel : Über einen 4 Kobalt enthaltenden, durch Fällen hergestellten gekörnten und reduzierten Kobalt-Thorium-Kieselgurkatalysator, der sich auf einem Drahtnetz ruhend, in einem unten offenen senkrechten Druckrohr befindet, werden bei einer Temperatur von 190 und einem Druck von 4 Atm. je Stunde 4 ! (bezogen auf Atmosphärendruck) eines aus 30 V 01. -% Kohlenoxyd und 60 Vol.-% Wasserstoff bestehenden Gasgemisches geleitet. Die infolge der Umsetzung eintretende Kontraktion der Gase beträgt 75 Vol.-%. Der Rest besteht grösstenteils aus nicht umgesetztem Kohlenoxyd und Wasserstoff sowie Stickstoff und gasförmigen Kohlenwasserstoffen.
Die Ausbeute an bei Zimmertemperatur festem, den Katalysator verlassendem Paraffin beträgt vom zweiten Tag ab 90-100 g je Kubikmeter des eingesetzten Gasgemisches. Etwa 1% dieses Paraffins ist in kochendem Äther unlöslich und hat einen Schmelzpunkt von 110 bis 114 Q. Im Abgas der Reaktion sind noch etwa 20 g Benzin enthalten. Der aus der Reaktionszone herausragende Teil des Rohres der Vorrichtung muss, um eine Anstauung des Paraffins im Kontakt zu vermeiden, bis zu einem Vorratsgefäss auf einer oberhalb des Schmelzpunktes des Paraffins liegenden Temperatur gehalten werden. Die Wirksamkeit des Katalysators bleibt während vieler Monate die gleiche.
Wird bei sonst gleichen Bedingungen aber bei einem Druck von 10 Atm. gearbeitet, so erhält man bei einer Kontraktion von ungefähr 76 Vol.-% je Kubikmeter Gas vom dritten Tag ab 100 bis 110 jjr bei Zimmertemperatur festes Paraffin, 13% dieses Produktes sind in kochendem Äther unlöslich und haben einen Schmelzpunkt von 110 bis 1140. Im Abgas der Reaktion sind noch etwa 20 g Benzin enthalten. Die Wirksamkeit des Katalysators bleibt monatelang unverändert.
Bei Steigerung des Druckes auf 20 Atm. erhält man bei sonst gleichen Bedingungen bei einer Kontraktion von 75 bis 80 Vol.-% je Kubikmeter Gas rund 120 g bei Zimmertemperatur festes Paraffin.
Die Gesamtmenge des vom vierten Tage ab erhaltenen Rohparaffins, ungefähr 120 g je Kubikmeter Gasgemisch, schmilzt erst vollkommen oberhalb 1000 C, ist von rein weisser Farbe und fast geruchlos.
22% des Paraffins sind in kochendem Äther unlöslich und haben einen Schmelzpunkt von 110 bis 114'. Im Abgas der Reaktion sind noch etwa 20 g Benzin enthalten. Die Wirksamkeit des Katalysators bleibt monatelang erhalten. Extrahiert man naeli längerer Betriebsdauer den Katalysator, dann
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findet man, dass er Paraffine von noch höherem Schmelzpunkt als eben beschrieben (und bisher überhaupt bekannt), nämlich von 130"und darüber, enthält.